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通过引入Au@Ag@SiO?核壳纳米立方体实现高效染料敏化太阳能电池的宽带等离子体增强效应
摘要： 引入等离子体添加剂是提高染料敏化太阳能电池（DSSC）效率的有效途径，因其可增强电池的光捕获能力。本文设计出具有宽带强等离子体吸收特性的金@银@二氧化硅纳米立方体（GSS NCs）作为纳米光子嵌入物，以实现等离子体增强的DSSC。通过改变GSS NCs的结构可轻松调控其多重共振吸收效应，使其与染料吸收光谱（尤其在弱吸收区域）形成互补匹配。通过精细调节光阳极中纳米光子嵌入物的位置，不仅能充分发挥等离子体近场增强效应，还可实现远场光散射的充分利用，从而提升光捕获效率及DSSC整体性能。所制备的太阳能电池平均效率达10.34%，最优效率为10.58%。电磁模拟结果与实验观测高度吻合，进一步证实了这些DSSC中等离子体效应的协同增强作用。
关键词： 近场效应、光散射、光管理、等离子体共振、染料敏化太阳能电池
更新于2025-09-12 10:27:22
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1平方厘米全聚合物太阳能电池效率突破10%大关
摘要： 基于萘二酰亚胺的n型聚合物半导体被广泛用于构建高性能全聚合物太阳能电池（all-PSCs）。对于此类全聚合物体系，虽然使用较薄的活性层可减少电荷复合，但会导致聚合物受体的近红外光捕获不足；反之，增加膜层厚度虽能改善光捕获问题，却会引发严重的电荷复合效应。本研究证明：为调控全-PSCs中的光传播路径，需采用约350纳米厚的体异质结薄膜才能有效增强近红外光捕获。针对该厚膜中严重的电荷复合问题，我们采用非卤化添加剂诱导形成高度有序的微观结构，从而从本质上抑制复合损耗。通过光管理策略与精细形貌优化的协同作用，最终实现了活性面积为1平方厘米的厚膜全-PSCs超过10%的优异效率，展现出该技术在未来大规模生产和应用中的巨大潜力。
关键词： 全聚合物太阳能电池、光管理、萘二酰亚胺、厚膜、形貌优化
更新于2025-09-11 14:15:04
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采用多孔MgF2实现亚微米厚CIGS太阳能电池多层宽带减反射膜的光学优化
摘要： 通过光管理技术可降低铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池中亚微米吸收层的光学损耗。采用三维光学建模优化了750纳米厚参考电池的光耦合与内部后反射。前表面使用有效介质近似（EMA）方法描述氟化镁基减反射膜（ARC）的光学特性，以反射率为成本函数、序列非线性规划为优化算法，确定了最优的多孔-致密双层ARC结构，使该电池较无ARC参考电池的光电流密度（Jph）提升6.8%。针对日照方向随昼夜季节变化的情况，研究了不同入射角下的性能，结果表明本设计双层ARC优于标准致密单层氟化镁ARC。通过EMA方法可将计算内存需求降低30倍，将模拟时间从四天缩短至一小时。后表面采用点接触式氟化镁/氧化铝反射器配合前ARC，在相同参考电池条件下使Jph再提升11.3%。相较于未采用光管理的更厚电池（1600纳米吸收层），前后光学方案完全补偿了薄吸收层带来的光学损耗。该设计适合工业化应用且易于实现。此外，采用EMA进行双层ARC优化的方法具有创新性，其适用范围不仅限于黄铜矿光伏技术。
关键词： 薄膜、减反射涂层、光管理、光伏
更新于2025-09-10 09:29:36
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利用热致变色水凝胶微粒实现智能窗户的宽带光管理
摘要： 本文报道了基于温度响应性水凝胶颗粒可调散射行为的窗户太阳能增益智能控制技术。首次采用具有特定粒径和内部结构的共聚pNIPA-AEMA微粒，同时实现了高透光率与包括前所未有的红外调控在内的宽带太阳辐射调制。这种调控折射率实部的设计策略可应用于节能智能窗之外的更广泛领域。
关键词： 光管理、智能窗户、水凝胶微粒、热致变色、太阳能增益控制
更新于2025-09-09 09:28:46